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魏德米勒亞太區(qū)行業(yè)自動化和解決方案事業(yè)部總監(jiān)  閆方波

 [摘要] 隨著中國制造2025的努力推進(jìn)和蓬勃發(fā)展，輸送線越來越復(fù)雜，越來越智能化，F(xiàn)ieldpower極大的簡化其配電系統(tǒng)所需要的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試所需的時(shí)間和成本，提高了運(yùn)行效率和可靠性。本文就Fieldpower基本架構(gòu)及其在智能化輸送線的應(yīng)用初步探討

[關(guān)鍵詞] Fieldpower，絕緣穿刺技術(shù)、智能化，模塊化，高性價(jià)比

隨著中國制造2025的努力推進(jìn)，應(yīng)用于設(shè)備制造領(lǐng)域的輸送線朝著智能化、復(fù)雜化、節(jié)能化的方向不斷發(fā)展，更進(jìn)一步與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)相結(jié)合，方便企業(yè)時(shí)時(shí)掌握輸送線上各個(gè)環(huán)節(jié)和設(shè)備、物流的狀態(tài)。伴隨著越來越多的供電電纜，信號傳輸線纜和通訊電纜集成在輸送線系統(tǒng)，原有的集中式架構(gòu)在電源配電、通訊和控制等方面越來越難以滿足現(xiàn)場布線的實(shí)際需要，離散式控制系統(tǒng)得以廣泛的應(yīng)用。而為了滿足這種發(fā)展變化和解決現(xiàn)場布線的實(shí)際需求，F(xiàn)ieldpower采用模塊化設(shè)計(jì)、絕緣穿刺技術(shù)、顏色識別、耐候性選材，是實(shí)現(xiàn)智能輸送線系統(tǒng)的一種良好選擇。

1， Fieldpower系統(tǒng)簡述

Fieldpower是一種模塊化電力供電、分接和分配的系統(tǒng)；采用主支線供電模式為現(xiàn)場各個(gè)負(fù)載就近供電。其主體是一體式絕緣穿刺模組——實(shí)現(xiàn)主線電纜在不斷線條件下的電源分支和電源分配：即通過內(nèi)部的特種金屬刀片刺破主線電纜的絕緣層，而分支線纜則通過模組上的分支回路和即插接口實(shí)現(xiàn)。再配以各種規(guī)格的功能模塊和絕緣外殼及密封組件，構(gòu)成一個(gè)靈活多樣的電源分配系統(tǒng)。可實(shí)現(xiàn)電源分接、支路保護(hù)、應(yīng)急斷電和控制以及照明等功能。

2， Fieldpower系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

通常，F(xiàn)ieldpower產(chǎn)品包含三個(gè)基本零件，絕緣穿刺模塊、高防護(hù)等級絕緣外殼、配合主、分支線纜的密封圈組成。

絕緣穿刺模塊適用多種截面的主線電纜，寬范圍的支線電纜，同時(shí)保證極佳的連接效果。為了實(shí)現(xiàn)更多的現(xiàn)場分支需求，模塊采用多通道連接方式，可同時(shí)從兩個(gè)支線分接點(diǎn)引出分支饋線。為了保證主線的穩(wěn)定，模塊還配有主線固定裝置，保證在不同電纜截面條件下的電纜固定。

高防護(hù)等級外殼采用高強(qiáng)度環(huán)保工程塑料，具有良好的耐候性能，可直接用于戶外應(yīng)用場景。為了滿足在惡劣環(huán)境下的應(yīng)用，外殼和附件采用抗震動和抗撞擊的結(jié)構(gòu)，保證在嚴(yán)苛工況下的長期可靠使用。

所配備的密封組件在適用不同電纜截面、結(jié)構(gòu)的同時(shí)，也匹配高防護(hù)等級外殼，滿足各種工況條件下的應(yīng)用。

為了匹配即插即用的需求，配備了多種現(xiàn)場連接器和線束滿足從供電到通訊各種需求。

3， Fieldpower系統(tǒng)的特點(diǎn)

Fieldpower系統(tǒng)在設(shè)備制造領(lǐng)域，尤其是自動化輸送線領(lǐng)域有著極其鮮明的特點(diǎn)。隨著輸送線的智能化和自動化，越來越多的輸送線采用離散式控制以及相應(yīng)的電源分配，更多的傳感器、電機(jī)控制和變頻等裝置集中于動力分配點(diǎn)。而且隨著系統(tǒng)柔性化地提高，輸送線的臨時(shí)調(diào)整和工作點(diǎn)的變更與擴(kuò)展不斷增多，這樣就需要更加靈活的電源分配、信號傳輸和數(shù)據(jù)通訊。大量的多樣化的線纜在先進(jìn)的系統(tǒng)中得以應(yīng)用。而傳統(tǒng)集中式的供電、變頻、控制等系統(tǒng)的劣勢也就越來越明顯，也就越來越多的被離散式輸送線系統(tǒng)所取代。在此情況下，供電以及電源分配系統(tǒng)的進(jìn)步就成為實(shí)現(xiàn)智能化的基本步驟，F(xiàn)ieldpower的主要特點(diǎn)為：

首先，絕緣穿刺技術(shù)簡化了現(xiàn)場電纜分支與電源分配

在現(xiàn)有的現(xiàn)場電源分配方案中，一般有電纜分線盒、T型連接器和絕緣穿刺等技術(shù)。電纜分線盒需要現(xiàn)場進(jìn)行電纜的處理、連接以及盒體的安裝，T型連接器需要在現(xiàn)場處理主、支線后進(jìn)行連接器的安裝，其工作量都會隨著輸送線系統(tǒng)的復(fù)雜而大幅攀升，同時(shí)也會產(chǎn)生更多的故障點(diǎn)，并帶來調(diào)試的不便。在采用絕緣穿刺技術(shù)之后，可以免除現(xiàn)場分接線時(shí)需要將主線切斷后再進(jìn)行“T”接或“∏”接，可以在負(fù)載側(cè)直接從主線上引出支線進(jìn)行供電，而主線不切斷。這樣一方面既降低了負(fù)荷側(cè)供電線路的線損，又提高了主線的分接效率，更可以在一定電源功率下聯(lián)接更多的負(fù)載。另一方面，清晰的顏色標(biāo)識和標(biāo)記號也能避免在接線過程中的失誤，降低了現(xiàn)場對于調(diào)試、運(yùn)行所造成的風(fēng)險(xiǎn)和時(shí)間損失，并提高現(xiàn)場的調(diào)試效率。

其次，高防護(hù)等級的外殼和密封系統(tǒng)

采用高強(qiáng)度工程塑料，一體式結(jié)構(gòu)，匹配電纜外徑的密封圈保證了在不同主支線分接情況下的應(yīng)用，系列化的外殼和密封圈在滿足不同功能模塊裝配的同時(shí)也保證了線纜進(jìn)出的防護(hù)等級。采用的材料能夠耐紫外線、防水、防塵、耐油、耐污、耐酸堿。優(yōu)化的結(jié)構(gòu)保證了外殼的抗沖擊和耐震動性能，可以在嚴(yán)苛惡劣的環(huán)境下長期有效運(yùn)行。

尤其是優(yōu)化了散熱的性能，在滿足電纜分接與防護(hù)、控制與傳輸?shù)臈l件下，通過內(nèi)部導(dǎo)電部件、功能部件和外殼的系統(tǒng)性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證了設(shè)備的長期有效運(yùn)行。

同時(shí)，模塊化組件與定制化方案

為了滿足現(xiàn)場接線的要求，在結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，定制化組裝與預(yù)制線纜，尤其是配合不同需求的定制化組裝，從根本上提供了標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品與個(gè)性化需求的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。Fieldpower具有豐富的模塊式零部件體系，結(jié)合相關(guān)的電子、連接器等產(chǎn)品線，可實(shí)現(xiàn)“樂高”式的自由組合，提供即插即用、工廠預(yù)制、工廠檢測、現(xiàn)場組裝調(diào)試的一站式解決方案：比如交流主線、直流饋線，饋線保護(hù)，狀態(tài)檢測與傳輸?shù)鹊龋梢愿鶕?jù)現(xiàn)場的實(shí)際需求而進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃。獨(dú)特的分線連接方式也使現(xiàn)場調(diào)試變得更加簡單和高效。而且不僅僅是電源的分配，對于信號傳輸和數(shù)據(jù)通訊業(yè)能夠在這個(gè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，甚至內(nèi)嵌LED照明、遠(yuǎn)程I/O，控制模塊以及各種表計(jì)信號的傳輸也能夠依賴該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

另外，輔助軟件簡化現(xiàn)場布置與規(guī)劃

通用的開放型輔助軟件可以直接規(guī)劃Fieldpower和負(fù)載，根據(jù)設(shè)施布置規(guī)劃圖來模擬現(xiàn)場負(fù)荷的分配是否合理，計(jì)算相應(yīng)的負(fù)載和壓降，確定合適的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：是單線供電、雙線供電、中間點(diǎn)供電還是環(huán)網(wǎng)供電，均可以在軟件中直觀的通過不同的顏色顯示出來。縮短了項(xiàng)目前期和現(xiàn)場實(shí)施的周期，降低了現(xiàn)場施工成本。

總之，F(xiàn)ieldpower系統(tǒng)在優(yōu)化智能化輸送線系統(tǒng)中配電結(jié)構(gòu)、信號傳輸以及通訊有著簡便、靈活、可靠的諸多優(yōu)點(diǎn)。

4， Fieldpower系統(tǒng)在現(xiàn)場布線安裝調(diào)試過程中的成本分析

隨著智能化輸送線的廣泛推廣，原有集中式布置所需的線纜越來越多，現(xiàn)場布線所需的安裝時(shí)間和調(diào)試時(shí)間月來越長，成本越來越高，經(jīng)常出現(xiàn)工程師成年累月在現(xiàn)場的狀況，提高了系統(tǒng)集成商和成套商的成本，降低了勞動效率。而離散式系統(tǒng)所帶來的線纜使用量的降低和現(xiàn)場工作量的降低是顯而易見的。參考以往的項(xiàng)目數(shù)據(jù)所得，使用離散式布線所需的綜合成本要比使用集中式布線所需的成本要下降30~35%。其中從集中式到分布式所使用的電纜即可節(jié)約81%的成本，機(jī)械安裝和電氣安裝可下降33%的成本。即便傳統(tǒng)接線盒與穿刺技術(shù)相比，其電氣安裝調(diào)試所節(jié)省的成本也可高達(dá)80%。

可見，使用Fieldpower具有更高的性價(jià)比，更加適合在復(fù)雜系統(tǒng)中的應(yīng)用。輸送線越復(fù)雜越智能，F(xiàn)ieldpower系統(tǒng)的性價(jià)比優(yōu)勢就越明顯。

5， Fieldpower在未來的發(fā)展中展望

綜上所述，F(xiàn)ieldpower系統(tǒng)適應(yīng)了智能化輸送線系統(tǒng)的不斷擴(kuò)展；模塊化組建，個(gè)性化組裝，集成化功能，性價(jià)比高，耐候性好，F(xiàn)ieldpower在智能化輸送線的應(yīng)用也會越來越成熟，越來越為更多的人所接受！在中國制造2025的“智造”發(fā)展中做出貢獻(xiàn)！

Fieldpower系統(tǒng)不僅僅是制造領(lǐng)域，在智能化倉儲中心、機(jī)場行李分揀系統(tǒng)、郵政物流系統(tǒng)乃至新能源領(lǐng)域都會得以廣泛的應(yīng)用。隨著和更多智能化模塊的組合，其配電、控制以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫鏁@示出越來越多的新產(chǎn)品和新應(yīng)用！

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